Integrated power electronics module based on chip scale packaged power devices

High performance can be obtained for the integrated power electronics module（IPEM） by using a three-dimensional packaging structure instead of a planar structure. A three- dimensional packaged half bridge-IPEM （HB-IPEM）, consisting of two chip scale packaged MOSFETs and the corresponding gate driver and protection circuits, is fabricated at the laboratory. The reliability of the IPEM is controlled from the shape design of solder joints and the control of assembly process parameters. The parasitic parameters are extracted using Agilent 4395A impedance analyzer for building the parasitic parameter model of the HB- IPEM. A 12 V/3 A output synchronous rectifier Buck converter using the HB-IPEM is built to test the electrical performance of the HB-IPEM. Low voltage spikes on two MOSFETs illustrate that the three-dimensional package of the HB-IPEM can decrease parasitic inductance. Temperature distribution simulation results of the HB-IPEM using FLOTHERM are given. Heat dissipation of the solder joints makes the peak junction temperature of the chip drop obviously. The package realizes three-dimensional heat dissipation and has better thermal management.

压阻式压力传感器芯片悬空型无引线封装结构的设计与实验

传感器的无引线封装技术取消了传统的引线键合连接,因而在极端环境下,具有耐高温、抗冲击能力强等特点,有广阔的发展前景。但在常规无引线封装结构中,芯片与玻璃基座烧结固连,会受到高温热固耦合下的热应力影响,进而降低测量精度。针对这一问题,以压阻式压力传感器芯片作为封装对象,提出了一种芯片悬空型无引线封装结构,对其封装材料的选择进行了研究并对整体热应力分布及大小进行了仿真分析;通过实验探究了封装结构中金属电极-导电银浆-金属插针电学互连通道在高温环境下的电学稳定性和力学强度;对采用该封装结构的压力传感器样品进行了输出和温度性能测试。结果表明,该封装结构整体所受热应力显著低于常规结构;电学互连通道的接触电阻远小于芯片压敏电阻,高低温循环条件下其阻值变化小于14Ω;高低温冲击后其拉伸破坏拉力在1.2 N以上;传感器样品输出电压线性度良好,在25~225℃内最大热零点漂移小于0.01%FS/℃,最大热满量程输出漂移小于0.20%FS/℃,相比于常规无引线封装结构显著减小了传感器热零点漂移,验证了该封装结构的可行性,为解决常规无引线封装结构中芯片热应力自释放问题提供了一个新的研究思路。

纳米银无压封装互连技术

纳米银无压烧结技术作为一种新型封装互连技术,凭借烧结银层的优异性能,逐步在第三代半导体器件的封装互连领域应用和推广。目前,无压烧结银技术只适用于芯片级别小面积互连领域,在基板级别大面积互连领域存在若干瓶颈,有待深入研究。文章详细介绍了现有的小面积无压烧结纳米银互连工艺以及可靠性,在此基础上,针对大面积无压烧结银工艺所面临的瓶颈,引入一种双层印刷焊膏(双印法)的低温无压烧结工艺。采用超声扫描成像技术对烧结质量进行表征,获得双印法中使用的两层银焊膏的成分优化配比并对其烧结机理进行分析,为纳米银基板级大面积无压烧结互连提供一种可行方案。最后,展望了基板级别大面积无压烧结银工艺的发展趋势和应用前景。

芯片封装测试项目提升改造中的环保安全管理措施研究

环保安全管理是现代企业项目建设中的重要组成部分,在当前中国式现代化改革时期,实践主体应持续提高环保安全管理水平为其实践赋能。文章以此为出发点,概述了某芯片封装测试项目提升改造的基本情况,运用安全评价方法对其中存在的风险进行了识别分析,并在此基础上分别从全过程管理、技术赋能、人才培训三个层面提出防止风险的具体措施。

漫话半导体先进封装技术中的新网版印刷(二)

介绍电子封装的定义、封装形式、技术特点和发展优势。芯片的封装技术经历了几代的变迁,最引人注意的基本特点是仍可以利用现有的包括网版印刷技术在内的SMT工艺进行组装或表面贴装。

Flip Chip技术在集成电路封装中的应用

阐述从集成电路封装发展现状、Flip Chip技术内涵、Flip Chip技术在集成电路封装中的应用剖析、市场发展展望等多个角度,探讨在集成电路封装中,应用Flip Chip技术的必要性和重要性。

倒装芯片集成电力电子模块

倒装芯片(Flip Chip,FC)技术广泛应用于微电子封装中,将该技术引入到三维的集成电力电子模块(Integrated Power Electronics Module,IPEM)的封装中,可以构成倒装芯片集成电力电子模块(FC-IPEM)。该文详细介绍FC-IPEM的结构和组装程序。在实验室完成由两只MOSFET和驱动、保护等电路构成的半桥FC-IPEM,并采用它构成同步整流Buck变换器,对半桥FC-IPEM进行电气性能测试,最后给出测试结果。

高频响MEMS压力传感器设计与制备

高频响MEMS压力传感器,常用于各项高速冲击波动态测试,能够完整地呈现和评估测试当场下的动态效果。高频高压高温芯片的加工与刚性封装外壳是高频响MEMS压力传感器的研究难点。文中通过设计仿真、工艺加工试验及封装测试,设计加工出一种齐平式倒装封装的高频响MEMS压力传感器。完成220℃的温度-压力复合场动态性能测试,补偿后的传感器精度可达±1.5%FS,频响可达375.2 kHz。

芯片尺寸封装技术

芯片尺寸封装 (CSP)技术是近年来发展最为迅速的微电子封装新技术。文中介绍了该技术的基本概念、特点、主要类型及其应用现状和展望。

电子芯片散热器特性的测试研究

电子芯片散热问题的解决进程直接影响着计算机技术的发展。目前,电子芯片冷却中应用最广泛的仍然是空气散热器。因此,对散热器的性能进行检测非常重要,但缺少统一的标准检测与评价方法。本文采用一个试验装置对两个不同类型的散热器的性能进行测试,并对结果进行整理,分析了散热器的稳态、瞬态下的储热和散热性能。从而探索了标准的散热器性能评价方法及标准的散热器性能测试方式。

大功率LED稳态热阻测试的关键因素

热阻值是衡量LED芯片和封装导热性能的主要参数,但在热阻的测试过程中时间、温度和电流等因素都会对结果造成直接影响,因此测试时应综合各种因素,透彻理解参数定义,根据相关标准灵活运用测试设备,以达到较高的测试精度和重复性。按照热阻测试步骤,详述影响其测试结果的因素,并提出较为准确的修正方法,设计了简单试验来验证测试结果是否符合理论分析。经试验证明,该测试方法可作为制定LED标准中的参考。

高精度药丸计数系统的机电一体化设计

采用机、光、电和微机一体化技术 ,在中成药丸包装自动生产线上设计了一套高速运行和高精度的数丸计数系统。该系统首先在机械取丸机构上保证了每瓶 1 0 0粒的准确率 ,其次从微机化光电计数器上对每丸药 2次检测 ,然后将内充非 1 0 0粒药的药瓶自动剔除掉。给出了机械结构图和计数电路结构图 ,并指出该生产线上合格药瓶中的药丸计数精度达到 1 0 -

电子封装热管理的热电冷却技术研究进展

电子封装器件中芯片的散热问题一直是制约其发展的瓶颈。综述了芯片的产热特征、散热需求与散热方式。对热电冷却(TEC)技术在芯片散热系统上的应用进行分析,指出了其不足之处与特有的优势。对热电冷却技术在芯片热管理方面应用研究的现状与进展进行了总结评述。

倒装陶瓷球栅阵列电子封装的热模型研究

针对倒装陶瓷球栅阵列（flip chip ceramic ball gridarray，FC-CBGA）封装，采用有限元数值方法，建立三维有限元的详细热模型。在5w热负荷下，分析裸芯式、平板式和盖板式三种形式，不同芯片尺寸（5min×5mm、15mm×15mm和20mm×20mm）以及不同润滑剂材料对系统热阻的影响。结果表明：采用盖板式能使芯片结点温度降低约10℃；芯片增大能使热阻降低88％～93％，改变导热润滑剂的材料热阻降低67％～80％。该模型结果与FLOPACK结果对比，误差在8％以内。

集成电路封装用环氧树脂模塑料性能影响因素研究

主要对集成电路封装用环氧树脂模塑料的性能影响因素进行了研究,采用硅微粉偶联剂处理、高速混合、双辊开炼、冷却粉碎、模压工艺路线,以高纯度邻甲酚醛环氧树脂为基体树脂,以硅微粉为填充剂,用正交实验法对集成电路封装用模塑料进行了配方优化,经过实验分析,获得了较优配方。考察了几个因素对环氧树脂模塑料性能的影响。结果表明,所制备的环氧模塑料性能达到了集成电路封装用模塑料的性能要求。端羧基液体丁腈橡胶对环氧树脂具有明显的增韧作用。

运输包装黑匣子的研究

运输包装损坏主要由流通过程中装卸、运输、存储等环节以及包装物设计本身所造成。介绍了能对上述损坏因素进行全过程监测的黑匣子。通过黑匣子对流通过程中包装件的加速度、温度、湿度进行监测并记录在存储器中,然后,通过对黑匣子记录数据的读取,取得损害原因数据,从而确定损坏原因。

热声键合界面的微观结构特性

设计一系列的键合实验,通过扫描电镜SEM和EDS能谱测试分析热声键合界面的微观结构特性及变化规律,结果表明,热声键合界面的形状像一个中央未结合的椭圆环,键合强度取决于皱脊椭圆环结构;当作用力和功率保持不变,随着时间增加,键合区向中央延伸,当作用力和时间保持不变,随着功率的增加,焊接区里皱脊面扩大。EDS能谱测试 Au-Al、Au-Ag界面的微观组织成分,证实了Au-Ag扩散偶的Kirkendall扩散效应及Au-Al键合界面可能形成金属间化合物。

电子封装的边界条件独立热阻网络模型的研究

研究倒装陶瓷球栅阵列(flip chip ceramic ball grid array,FC-CBGA)电子封装的边界条件独立热阻网络模型.依据热模型的研究路线图,采用三维有限体积法,建立了详细热模型,所得热阻与模拟冷板实验结果对比的平均误差为3.78%,验证了详细热模型的准确性.在此基础上,建立了FC-CBGA三热阻网络模型,它与详细热模型在加装冷板、热沉、强制对流等21类边界条件下的结温对比误差均小于4%.结果表明,该热阻网络模型具有边界条件独立性,结构更加简单,能快速准确地获取电子封装的结温与热阻,可完全替代详细热模型来分析电子系统的热流路径和热管理.

气敏传感器阵列实时动态测试系统设计

介绍了一种用于电子鼻研究的Fe_2O_3系列气敏传感器阵列动态测试、控制和识别系统;该系统能够同时采集6路0～2.5V的模拟电压信号,测量系统温度、硬件对传感器进行温度补偿,同时具有液晶显示和语音功能;加热电路用TL494芯片采用PWM方式实现,能实现脱机和联机两种不同的识别模式;以16位单片机MSP430F149为核心设计了硬件系统,用Visual Basic 6.0设计了基于Win- dows操作系统下的数据采集与模式识别软件;该软件界面友好,操作简单,数据结果准确,运行可靠、稳定,既可以长时间实时显示各传感器的全部动态响应过程,又可以用BP神经网络进行模式识别。

芯片冷却技术中的微/纳米材料与结构的研究进展

分析和讨论了芯片冷却技术中应用到的微/纳米材料和结构方面的进展,并对其应用前景作了一定展望。这些内容对于发展新的芯片冷却技术及相关高热流密度器件的冷却应用具有重要的参考价值。